Doctoral theses defended

El objetivo principal de esta Tesis Doctoral fue evaluar el impacto de las condiciones tecnológicas utilizadas durante la elaboración de queso en las características de los gránulos de cuajada, composición del lactosuero, y las propiedades y rendimiento del queso a lo largo de la época de producción de queso de oveja (Idiazabal) en pequeñas queserías rurales. Para ello se llevaron a cabo tres tipos de estudios: estudio observacional durante 2 años en ocho queserías rurales, estudio de intervención en dos queserías rurales, y estudio experimental a escala de laboratorio. Se investigó de forma específica el efecto de los parámetros tecnológicos utilizados durante el corte y recalentamiento de la cuajada, realizando un análisis profundo del tamaño, forma y distribución de los granos de cuajada generados, así como una caracterización de la microestructura, y los cambios que ocurren durante el proceso de elaboración en los gránulos de cuajada, y en el queso obtenido. Los resultados de la Tesis Doctoral muestran interesantes relaciones entre los parámetros tecnológicos utilizados y la composición y propiedades de la cuajada y el queso, así como con los valores de rendimiento y pérdidas de compuestos en el lactosuero. Así mismo, los resultados confirman que el proceso de elaboración que se realiza actualmente en las pequeñas queserías rurales podría mejorarse adaptando algunos de los parámetros tecnológicos estudiados y sin modificación de las propiedades del queso. La información aportada es especialmente útil para que los elaboradores puedan ajustar los parámetros tecnológicos en sus instalaciones, contribuyendo así a la sostenibilidad tanto económica como ambiental de las pequeñas queserías rurales.

El objetivo general de esta Tesis Doctoral ha sido evaluar la calidad nutricional de la carne, en particular, la calidad de la fracción grasa y demostrar la utilidad de la lipidómica para valorar de manera precisa las diferencias en la calidad nutricional de la carne de caballo producida bajo diferentes sistemas de manejo, contribuyendo con ello a promover la producción de carne de caballo en condiciones sostenibles de manejo con el fin de obtener un alimento de alta calidad que al mismo tiempo sea una alternativa asequible y saludable para el consumidor y aceptada desde el punto de vista de las condiciones de producción. Para abordar el trabajo se propusieron tres objetivos principales: 1) optimizar y desarrollar metodologías analíticas para un análisis detallado y preciso de la carne de caballo; 2) evaluar la calidad nutricional de la carne de caballo comercializada a ambos lados de la Cordillera Cantábrica en el norte de España; y 3) estudiar el efecto de la alimentación asociado a la edad del animal sobre la calidad nutricional de la carne de potro. Los resultados obtenidos en esta Tesis doctoral contribuyen de forma significativa a la creación de bases de datos precisas en cuanto al valor nutricional de la carne de caballo, a promover la aceptación por parte del consumidor de este producto como una carne alternativa y saludable, y a impulsar la comercialización y/o la venta de este tipo de carne. Además, las técnicas de lipidómica empleadas han demostrado ser útiles para una evaluación exhaustiva de la calidad nutricional de la carne de caballo y de cambios asociados a diferencias en el sistema de manejo.

La tuberculosis bovina continúa siendo a día de hoy una de las enfermedades infecciosas que mayores pérdidas económicas ocasiona al sector ganadero. El principal patógeno causante de esta enfermedad es Mycobacterium bovis (M. bovis). Aunque el ganado vacuno se encuentra sometido a campañas de erradicación existen otros animales de producción y silvestres afectados por la infección que pueden contribuir al mantenimiento de la misma ya que se encuentran exentos de seguimientos rutinarios. Los programas oficiales de erradicación de la tuberculosis en el ganado vacuno se basan en estrategias intensivas de detección y eliminación. Sin embargo, las limitaciones de los métodos de diagnóstico in vivo, en parte debido al complejo desarrollo de la enfermedad y a las reacciones cruzadas con otras micobacterias, junto con la ya mencionada existencia de reservorios, comprometen el éxito de las campañas de saneamiento bovino frente a la tuberculosis. El objetivo principal de esta tesis ha sido contribuir a mejorar el área de conocimiento de dos aspectos fundamentales de la tuberculosis bovina: el diagnóstico y la patogénesis. La tesis está compuesta por tres artículos de investigación publicados. Los dos primeros estudios se centraron en la relación existente entre M. bovis y Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis (Map), agente responsable de la paratuberculosis. Tanto Map como las vacunas usadas frente a paratuberculosis pueden interferir con las técnicas diagnósticas frente a tuberculosis, lo que ha llevado a no permitir la vacunación frente a Map en ganado vacuno. En el tercer artículo se evaluaron las diferencias en el desarrollo de la infección con M. bovis en función de la ruta de entrada. Las conclusiones alcanzadas fueron las siguientes: 1. La interferencia ocasionada por la vacuna frente a paratuberculosis con las técnicas oficiales empleadas en el diagnóstico de la tuberculosis bovina puede evitarse por completo si se establecen nuevas estrategias de análisis como el uso de antígenos específicos o de interpretación, como nuevos criterios de diagnóstico para la intradermorreacción. 2. La vacunación frente a paratuberculosis puede conferir cierto grado de protección heteróloga frente a M. bovis, ya que se observó una disminución del nivel de gravedad de las lesiones así como de la carga bacteriana. 3. El desarrollo de una respuesta inmunitaria celular totalmente activa capaz de producir niveles detectables de IFN-¿ requiere de un período de tiempo superior tras una infección oral en comparación con una infección por vía aerógena. 4. La localización de las lesiones tuberculosas así como el tiempo requerido para el desarrollo de las mismas tras una infección con M. bovis varía en función de la vía de transmisión.

Se presenta el desarrollo de una metodología estándar de análisis sensorial de vino, que permite una descripción cualitativa y cuantitativa de las características sensoriales de diferentes tipos de vino de las DOP catalanas. Se incluyen las fases de selección de catadores, consenso de perfil sensorial y síntesis de los principales descriptores, desarrollo y validación de referencias para el entrenamiento del panel para la evaluación sensorial y para asegurar la calidad de los resultados obtenidos y también se propone de un procedimiento metodológico homogéneo a seguir durante la evaluación sensorial. Dicha metodología se puede aplicar para la verificación para control oficial de vinos con DOP o simplemente para la caracterización del propio producto.

En la presente tesis doctoral, por un lado, se abordó el estudio de la caracterización de aceites vegetales de diferente origen botánico, prestando atención a su composición en componentes minoritarios mediante el empleo de una técnica analítica desarrolla en nuestro laboratorio, Inmersión Directa-Microextracción en Fase Sólida seguida de Cromatografía de Gases / Espectrometría de Masas (ID MEFS-CG/EM). Asimismo, se estudiaron los cambios que sufren los componentes lipídicos del aceite de maíz cuando éste es sometido a condiciones oxidativas y/o tratamiento tecnológico, nixtamalización y la elaboración de tortillas, mediante Resonancia Magnética Nuclear de Protón (RMN de 1H) y Inmersión Directa-Microextracción en Fase Sólida seguida de Cromatografía de Gases / Espectrometría de Masas (ID MEFS-CG/EM). Los aspectos composicionales abordados fueron la evolución de la concentración de los componentes mayoritarios y minoritarios, así como la evolución de la concentración de los nuevos compuestos formados derivados de la degradación de los anteriores. Cabe señalar que algunos de los compuestos detectados derivados de la degradación de los compuestos tanto mayoritarios como minoritarios del aceite, no habían sido descritos previamente durante el proceso de oxidación de aceites y están relacionados con diversas enfermedades. Por último, se abordó el estudio de la digestión in vitro en diferentes aceites vegetales, oliva, maíz y lino virgen, prestando especial atención a las reacciones de lipólisis y de oxidación, e intentando relacionar la bioaccesibilidad de los componentes mayoritarios de los aceites con su composición, si la hubiera. Además, estos mismos aceites fueron enriquecidos con diferentes compuestos fenólicos, alphay gamma-tocoferol, hidroxitirosol acetato y galato de dodecilo, a diferentes concentraciones y sometidos a las mismas condiciones de digestión in vitro, con el objeto de estudiar el efecto que el enriquecimiento con ciertos compuestos fenólicos ejerce sobre el grado de lipólisis y la estabilidad oxidativa de los mismos.

Se estima que entre un 20 y un 30 % del total de alimentos producidos en Europa se pierde o desperdicia, generando impactos negativos en toda la cadena de suministro de alimentos con unos costes asociados alrededor de 143 mil millones de euros anuales. La Directiva de Residuos 2018/851 (UE) establece una serie de prioridades a la hora de tratar los residuos producidos, comenzando con la reutilización, el reciclaje y la valorización con el fin de disminuir el impacto ambiental y económico generado. Muchos de estos descartes o subproductos son ricos en infinidad de compuestos, aun así, su alto contenido en humedad y variabilidad y debido fundamentalmente a la inexistencia de una actividad de valorización integral y eficiente, hace que muchos de estos terminen eliminándose. Además, otro de los aspectos clave en la sostenibilidad a gran escala es el desarrollo ganadero sostenible, incluyendo la reducción del desperdicio alimentario y la aplicación de nuevos recursos para alimentación animal. En este escenario, la incorporación de materias primas alternativas, procedentes de descartes alimentarios reduciría la dependencia de los mercados internacionales, reduciría costes y mejoraría la competitividad del sector además de reducir el impacto ambiental generado por dichos residuos. La principal dificultad para el uso de muchos subproductos en alimentación animal es el escaso valor nutricional que presentan, principalmente su bajo contenido en proteína, alta humedad, baja digestibilidad o la presencia de posibles sustancias indeseables como agentes anti-nutricionales. La bioconversión permite transformar estos subproductos en compuestos o productos de valor añadido. La presente Tesis Doctoral tiene como objetivo principal identificar nuevos bioprocesos para obtener nuevas fuentes de proteínas y nuevas materias primas para alimentación animal a partir de subproductos de diferentes industrias alimentarias. Para ello, los trabajos se han centrado en el desarrollo de los procesos fermentativos tanto en estado sólido como líquido mediante el hongo filamentoso Rhizopus sp. Además del objetivo principal, se ha estudiado la posibilidad de obtener otros productos de interés como ácidos orgánicos, quitosano y péptidos bioactivos con interés en la industria alimentaria, farmacéutica y/o cosmética. La fermentación sumergida se ha aplicado como tratamiento de melazas de naranja, lactosuero y lixiviados de frutas y verduras (subproducto previo a la fermentación sólida), donde se han obtenido disminuciones de Demanda química de oxígeno (DQO) entre 50-70 % y producciones de biomasa fúngica rica en proteína (31-39 %) y con un perfil de aminoácidos comparable a la soja en casos específicos. Los procesos de fermentación en estado sólido se han aplicado en bagazo de cerveza y en los descartes de frutas y verduras, previo prensado para la disminución de la humedad. Estos productos aumentaron su contenido proteico (1.5-2 veces), con aumentos del contenido en aminoácidos esenciales y la liberación de polifenoles mejorando características para su uso como piensos en alimentación animal. El estudio económico preliminar indica que los factores más importantes en la viabilidad del proceso de fermentación sólida son por un lado el ahorro generado por la no gestión de estos residuos (80 euros/t) y por otro, la venta de los productos finales. Tras la investigación, se puede concluir que la fermentación sumergida y sólida combinada en el aprovechamiento integral de los subproductos, sobre todo frutas y verduras y el lixiviado generado en la etapa de prensado, podría generar una disminución del impacto ambiental y económico, por la no gestión de residuos, un ingreso económico, por la venta del producto valorizado, y finalmente proporcionar una materia prima alternativa y sostenible para elaboración de piensos.

En la presente memoria para optar al grado de doctor se presenta un resumen de los resultados y las conclusiones más importantes extraídas de los estudios llevados a cabo con el fin de elucidar el efecto que tiene, por un lado, la temperatura y, por otro, el enriquecimiento con compuestos y mezclas de compuestos con potencial capacidad antioxidante sobre el proceso de oxidación de aceites ricos en grupos acilo poliinsaturados, como son el aceite de girasol y de nuez, sometidos a condiciones de almacenaje acelerado. Para ello, muestras de los aceites sin enriquecer y enriquecidas en compuestos con potencial capacidad antioxidante se sometieron a condiciones de almacenaje acelerado y el seguimiento de su proceso de oxidación se llevó a cabo mediante Resonancia Magnética Nuclear de Protón tanto a través de la degradación de los grupos acilo poliinsaturados del aceite, como de la formación y evolución de la concentración de un gran número de compuestos de oxidación también denominados oxilipinas. De forma general y resumida, se ha puesto de manifiesto que el aumento de la temperatura de almacenaje de 40 ºC a 70 ºC acelera el proceso de oxidación del aceite, aunque no modifica la secuencia de la formación de las distintas oxilipinas. Sin embargo, el enriquecimiento de estos aceites, bien con alfa-tocoferol o con acetato de hidroxitirosilo de forma independiente o con mezclas binarias de ambos, modifica el proceso de oxidación de manera bien distinta. Mientras que el alfa-tocoferol ejerce un claro efecto prooxidante acelerando el proceso de oxidación en la primera etapa y ralentizándolo en la segunda, el acetato de hidroxitirosilo retrasa e inhibe el proceso de oxidación en ambas etapas. Las mezclas de ambos compuestos ejercen un efecto complejo, predominando de forma notable el efecto del alfa-tocoferol sobre el del acetato de hidroxitirosilo en la primera etapa, debido a que aparentemente este último regenera a aquel a costa de su propia degradación, y quedando reducido el efecto antioxidante del acetato de hidroxitirosilo sobre el aceite por la presencia de alfa-tocoferol.

Esta tesis se centró en la aplicación de altas presiones hidrostáticas (APH) para mejorar la calidad del atún blanco (Thunnus alalunga) congelado y, más concretamente, para disminuir las pérdidas de peso asociadas a la descongelación. Para ello, se aplicaron diferentes pretratamientos por APH tanto en atún blanco fresco tanto (refrigerado) como congelado (antes de la congelación, antes del almacenamiento en congelación y antes de la descongelación) y se evaluó su impacto en diferentes parámetros de calidad (pérdidas de peso, color, textura, oxidación lipídica, contenido de proteína soluble en solución salina). Los pretratamientos por APH permitieron disminuir las pérdidas de peso asociadas a la descongelación. Concretamente, los pretratamientos a 200 MPa durante 6 min permitieron mantener estables las pérdidas de peso asociadas a la descongelación a lo largo del almacenamiento en congelación, mientras que en las muestras no tratadas, estas fueron aumentando con el almacenamiento en congelación. Por tanto, los pretratamientos por APH son una tecnología de gran utilidad para reducir las pérdidas de peso producidas durante el procesado y el almacenamiento del pescado congelado, mejorando así su calidad.

In the present doctoral thesis three different topics have been addressed, these are: 1- The influence of the minor compounds naturally present in commercial soybean oil on their evolution under accelerated storage conditions. It has been proved that in oils of the same botanical origin with very similar composition in acyl groups, their minor component profile has an influence on their evolution under accelerated storage conditions. This finding could contribute to establish criteria for the selection of vegetable oils with better oxidative stability among those from the same botanical source. 2- The effect of adding alpha-tocopherol, gamma-tocopherol or L-lysine on the oxidative stability and the oxidation process of commercial soybean oil submitted to accelerated storage conditions. The effect of the addition of varying proportions of either ¿-tocopherol, ¿-tocopherol or L-lysine on the oxidation process of soybean oil under accelerated storage conditions has been studied in depth by means of 1H NMR. This technique provides a broad vision of the oxidation process since it allows one to monitor simultaneously the evolution of the oil acyl groups and the generation and further evolution of a wide variety of oxidation products, both primary and secondary. The differences in the mechanism of action of the studied tocopherols and of lysine have become clear, as well as their effect on soybean oil at different concentration levels. Although ¿-tocopherol exerts an overall prooxidant effect on soybean oil at most of the proportions tested, it could be said that, especially in the case of ¿-tocopherol, it is difficult to define the action of the studied tocopherols either as antioxidant or prooxidant, due to their complex effect on the rates of oil degradation and of hydroperoxide concentration increase, on the time needed to reach oil total polymerization and on the generation pace of secondary oxidation products. However, the addition of lysine clearly delays the oil oxidation process, extending its shelf-life. Furthermore, some of the modifications undergone by lysine as a consequence of the cooxidation process with soybean oil have also been identified by means of LC/MS. 3- The study of the in vitro digestion process of commercial soybean oil and of the influence of the oil composition in minor components, of its initial oxidative status and of the presence of different proportions of ovalbumin on lipolysis and oxidation reactions. Within this section it has been shown that the minor components naturally present in soybean oil can slightly affect the occurrence of oxidation reactions taking place under in vitro digestion conditions. It has also been proved that the initial oxidative status of the oil not only negatively affects lipolysis but also can favour oxidation during digestion depending on the oil oxidation extent, all this reducing the bioaccessibility of lipid nutrients. Moreover, although not all the types of oxidation products initially present in the oils subjected to digestion evolve in the same way during this process, some potentially toxic ones remain in the digestates. Finally, while the presence of a low proportion of ovalbumin during the in vitro digestion of oxidized soybean oil does not significantly affect either lipolysis or oxidation or oxidation compound evolution, a high proportion of this protein can affect all these processes and contribute to both improve lipid digestion and reduce the concentration of some toxic compounds in the digestates.

El objetivo general de esta Tesis Doctoral ha sido evaluar los procesos bioquímicos responsables de la calidad final de la carne que tienen lugar en el músculo del ganado vacuno durante la transformación del mismo en carne, en particular, los cambios en el proteoma muscular y la apoptosis post mortem. También ha sido el demostrar la utilidad de diferentes estrategias proteómicas y ensayos enzimáticos para poder estudiar de manera precisa estos procesos sobre el metabolismo post mortem del músculo que pueden dar lugar a carnes defectuosas como resultado de las prácticas de manejo. En general, las aproximaciones proteómicas utilizadas, que a lo largo de la tesis han ido evolucionando desde técnicas LC-MS más convencionales hasta estrategias LC-MS más sofisticadas, demostraron ser útiles para el estudio de las proteínas musculares de carne de vacuno permitiendo diferenciar entre carnes de distinta calidad. Asimismo, el desarrollo de ensayos enzimáticos basados en la medida de la actividad caspasa permitió estudiar el efecto de las prácticas de manejo animal (sistema de producción y transporte/estabulación) sobre los procesos de apoptosis en el músculo de diferentes razas bovinas a lo largo del tiempo post mortem, así como discriminar carnes de distinta calidad. Los resultados obtenidos pueden contribuir a la creación de bases de datos más precisas para relacionar las características bioquímicas de la carne, las prácticas de manejo y los parámetros de calidad de la carne final con el objetivo de promover la producción de carnes de alta calidad bajo prácticas de manejo más sostenibles.

Esta tesis consta de tres estudios independientes, aunque con un hilo en común: la calidad sensorial del queso DOP Idiazabal. En el primer estudio se abordó la adaptación de la metodología utilizada por el panel de evaluadores/as entrenados/as para el control oficial de la calidad sensorial del queso DOP Idiazabal. El nuevo método incluye además de la identificación de características defectuosas, la identificación de características no defectuosas lo que conlleva una utilización mayor de la escala y una mayor discriminación entre quesos no defectuosos. El segundo estudio abordó el grado de coincidencia entre la calidad sensorial del queso DOP Idiazabal evaluada por el panel de evaluadores/as entrenados/as y la aceptabilidad de los/as consumidores/as locales. También se identificaron las características sensoriales más determinantes de la aceptabilidad. Se observaron cinco grupos de consumidores/as con diferentes patrones de aceptabilidad. Tres de ellos coincidían en gran medida con la calidad sensorial definida por los/as evaluadores/as entrenados/as. Los otros dos grupos preferían los quesos defectuosos. En el tercer estudio se analizó el efecto del origen del consumidor/a, el origen del queso, la aceptabilidad y las características sensoriales del producto en la percepción de la calidad sensorial en quesos DOP y no-DOP de distintas regiones europeas con consumidores/as de diferentes regiones europeas. Se observó que el origen del consumidor influye en la percepción de la calidad sensorial, probablemente debido a la familiaridad con el producto. Asimismo, cuando la familiarización con el producto es menor o inexistente, la aceptabilidad tiene un mayor peso en la percepción de la calidad sensorial.

El objetivo de la presente Tesis Doctoral ha sido ha sido investigar el efecto del tiempo de maduración sobre los parámetros de calidad de la carne de caballo, utilizando tanto metodologías instrumentales como sensoriales. La calidad de la carne de caballo ha sido menos investigada que la de otras especies de abasto, y por ello, se ha estudiado el efecto del tiempo de maduración en una raza de caballo altamente consumida en la actualidad, la raza Hispano-Bretón. En este contexto, se determinaron la composición de compuestos volátiles, pH, color instrumental, fuerza de corte, pérdidas por cocinado y el sub-proteoma miofibrilar de la carne de caballo. Para abordar éste último objetivo, se desarrolló una estrategia novedosa de análisis proteómico basada en el isoelectroenfoque en medio líquido (OFFGEL) combinado con la separación mediante electroforesis monodimensional el gel (1-DE). Además, se investigó el efecto de maduración sobre la preferencia y descripción sensorial de los consumidores, mediante un estudio de consumidores en el que participaron 120 voluntarios. Los resultados obtenidos en esta Tesis Doctoral revelan que el tiempo óptimo de maduración para carne del lomo de caballo Hispano-Bretón sería de 7 días. Estos resultados ofrecen una mejor comprensión del proceso de maduración en la carne de caballo, aportando suficiente conocimiento a la industria como para establecer un tiempo de maduración óptimo que dé lugar a una carne de caballo homogénea y de alta calidad.

Biogenic amines (BAs) are considered a high priority issue for wine industry in terms of product quality and safety. They may cause several adverse symptoms which are enhance in susceptible individuals. The inoculation of safe malolactic starters is one possible strategy to prevent the accumulation of these compounds in wine. In this sense, the main objective of this work was to identify and characterize autochthonous lactic acid bacteria (LAB) strains from Rioja Alavesa region lacking the ability to produce BAs and owning desired technological and sensorial properties. Firstly, after the analysis of 70 red wines it was obtained a snapshot of the current situation of BAs levels in Rioja Alavesa region. The most abundant was putrescine (14,85 ± 8,9 mg/L) followed by histamine (4,43 ± 2,8 mg/L), tyramine (3,29 ± 3,28 mg/L) and cadaverine (2,14 ± 1,58 mg/L). Considering wine sectors demand to reduce BAs levels to minimum, the pursue of novel malolactic starters was initiated. From near 300 isolates, 27 genotypes belonging to Pediococcus parvulus (3), Lactobacillus plantarum (1), Lactobacillus mali (3), Lactobacillus hilgardii (3) and Oenococcus oeni (17) species were identified. In this regard, it was confirmed the great predominance of O. oeni. Among LAB species, only L. hilgardii strains were able to produce putrescine via the agmatine deiminase pathway. The technological characterization of LAB strains elucidated the great suitability of O. oeni species against typical harsh conditions found in wine as well as their better performance at conducting the malolactic fermentation (MLF) over the rest of species. Further characterization over O. oeni strains elucidated their ability to retain different glycosidase (¿-glucosidase, ß-glucosidase, ß-xylosidase and ¿-arabinosidase) and esterase activities under winemaking conditions. The prospective use of O. oeni strains as malolactic starters was first examined at laboratory scale microvinifications. No production of BAs was detected, and the evolution of aromatic compounds showed that main changes after MLF occurred for both ethyl and acetate esters. Principal component analysis classified the strains in two distinct groups, highlighting the specific impact of each strain on wine aroma profile. Most promising five O. oeni strains were submitted to co-inoculation and sequential inoculation fermentation processes. Co-inoculation led to the prompt consecution of winemaking process and no production of BAs was detected during any MLF. In co-inoculated wines the perception of ripe fruit aroma was extensively perceived in comparison with their respective sequentially inoculated wines. Finally, it was elucidated the suitability of the strain P2A to work in large scale fermentations at winery, resulting an advantageous alternative to significantly reduced the overall winemaking time as well as to better control the fermentative process

This PhD thesis has developed a new functional ingredient characterised by the novelty of combining a new L. plantarum K16 strain, isolated from the fermented food Kimchi, with the postbiotic metabolite GABA produced by a fermentation process using agri-food by-products as substrate media. According to the scientific literature, this functional ingredient intends to exert a beneficial effect on human health by acting in the intestine, guaranteeing a synergistic effect of the probiotic and GABA. The first step in the developing process was focused on isolating and characterising a GABA-producer lactic acid strain from fermented food kimchi. Then, am evaluation of the ability to produce GABA by this strain was conducted, firstly, using commercial MRS broth where the effect of different parameters was assessed. Next, several agri-food by-products have been selected to be used as fermentation media due, on one hand, to their high environmental impact and, on the other hand, to their nutritional value for developing low-cost culture media. Finally, one of this agri-food by-products was chosen to grow the isolated bacteria and to produce GABA with it, for finally develop a microencapsulated functional ingredient.

El aumento de la presencia de compuestos xenobióticos en pescados y mariscos esta alarmando a industrias alimentarias, autoridades y consumidores. El control de los productos es necesario para asegurar la seguridad alimentaria y salud de los consumidores, estando en aumento la importancia de los ensayos rápidos de detección para el control rápido durante los distintos puntos de la cadena alimentaria. En el presente trabajo se han desarrollado métodos de detección rápidos basados en ensayos enzimáticos para la detección selectiva de varios compuestos xenobióticos en pescados y mariscos: hidrocarburos aromáticos policíclicos (FAPs), retardantes de llama bromados (BFRs), compuestos perfluorados (PFASs) y toxinas marinas. Se ha estudiado la reacción enzimática de las enzimas CYP450 y el efecto de estos compuestos en su actividad enzimática. Mediante el cálculo de la inhibición de la reacción se ha podido determinar si existe presencia o ausencia de cada compuesto en a la muestra. El desarrollo de la extracción y tratamiento de muestras de pescado y mejillón se ha llevado a cabo teniendo en cuenta la naturaleza de cada compuesto y la compatibilidad con la detección enzimática. Siendo necesario un exhaustivo tratamiento de muestra para la eliminación de interferencias. De este modo se ha pretendido proporcionar a la industria alimentaria con procedimientos completos, sencillos, rápidos, eficaces y económicos para la detección de diferentes compuestos xenobióticos en productos de pesqueros.

La paratuberculosis (PTB) es una enteritis granulomatosa crónica causada por Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis (Map) que afecta principalmente a rumiantes domésticos. A pesar de que existen vacunas contra la PTB con efectividad demostrada, su aplicación en el ganado bovino está prohibida debido a la interferencia que produce con las pruebas de diagnóstico de la tuberculosis bovina (bTB) que se realizan durante los controles oficiales. En el presente trabajo de Tesis se evaluan las vías intradérmica y oral como alternativas a la subcutánea y varios prototipos de vacunas orales en el modelo de infección de Map en conejo. Algunas de las estrategias de vacunación testadas han mostrado eficacia frente a la infección aparte de no producir interferencias con la prueba de diagnóstico de la bTB. Además de evaluar la protección ejercida por las vacunas, también se ha analizado la modulación de la respuesta inmunitaria asociada a la vacunación mediante el estudio de la polarización de los macrófagos locales del intestino, efectos en la expresión de citoquinas de células mononucleares de sangre periférica, funcionalidad de neutrófilos de sangre periférica y niveles de la respuesta humoral, entre otras. Adicionalmente, se ha estudiado la interacción de neutrófilos y macrófagos bovinos ex vivo en su respuesta frente a Map en comparación con otra micobacteria atenuada menos patógena. En conjunto, los resultados de esta Tesis revelan que los neutrófilos pueden jugar un papel más importante de lo que se ha pensado hasta ahora en las etapas iniciales de la infección con Map y que la estimulación de estas células inmunitarias mediante la vacunación puede aumentar las posibilidades de éxito del hospedador en su defensa ante la infección.

Elikadura osasuntsua izateak osasun egoeran onurak eragiten ditu eta gaixotasun ez-kutsakorren aurreko babesa eskaintzen du. Fruta eta barazkiak elikadura osasuntsuaren osagai nagusi diren arren, oro har ez dira kontsumo gomendioak betetzen. Hori da islatzen dena inkesta dietetiko nazional eta nazioartekoetan, baita talde zaurgarriei dagozkienez ere, hala nola, haurdunak eta haurrak. Haurren kasuan elikagai berriekiko errefusak garrantzi handiagoa dauka beste talde batzuetan baino eta neofobiarako joera fruta eta barazkiekin bereziki lotzen da. Alabaina, elikadura ohitura osasuntsuak haurtzarotik garatzea garrantzizkoa da, orduan ezarri eta helduarora arte mantentzen direlako. Fruta eta barazki kontsumoaren eragile goiztiar kontsidera daitezke amaren elikadura, haurdunaldi zein edoskitzean zeharrekoa, eta haurraren elikadura osagarria, 6 hiletik aurrerakoa izan ohi dena. Alde batetik, fetuak amarengandik jasoko ditu lehen esperientzia sentsorialak, likido amniotikoaren bitartez eta haurtxoak jaio ostean ama-esnearen bitartez. Bestalde, elikagaiekiko lehenengo kontaktu zuzena gertatuko da elikadura osagarriaren garaian. Honetan zeharreko testuinguruak, eskaintzak, zapore eta ehundura motak zein aniztasunak osteko onarpenean eragin dezakete. Hortaz, bi faktore goiztiar horiek, banaka zein elkar eraginez, haurren elikagai berriekiko onarpenean izan dezaketen inpaktua aztertzeak interesa dauka dietetika-nutrizioaren eta portaera-azterketaren zientzia esparrutik. Tesi honen helburu nagusia izan zen eragin posible hori ikertzeko oinarri metodologikoak eta neurketa tresnak garatzea. Diseinu kuasi-esperimentala oinarri izanik, gomendio eta jarraipen dietetikoa izan zen esku-hartzearen funtsa, haurdunaldiko azken hiruhilekotik haurrak 18 hil bete arte. Emakume parte-hartzaileak bi taldeetan bereizi ziren fruta eta barazkien kontsumo altua edo baxua zuten kontuan izanik. Elikadura osagarriari dagokionez, zaintzaileak gidatutakoa eta umeak gidatutako hurbilketak bereizi ziren. Emakume parte-hartzaileen dieta eta bereziki fruta eta barazki kontsumoa adierazgarriki desberdina izan zen bi talde esperimentaletan eta bietan hobetu egin zen esku-hartze dietetikoan zehar. Gainera, joera osasuntsuntsua zuten elikadura patroietan puntuazio altuagoak lortu zituzten fruta eta barazki kontsumo altuan kokatutako emakumeak. Haurraren elikadura portaera aztertzeko asmoz bideoetan oinarritutako kodetze sistema sortu zen: BEBECS (Baby Eating Behaviour Coding System). Tresna hau erabilgarria izan liteke elikadura osagarrirako hurbilketa edozein izanda ere. Agerian jarri zen elikagaiak prozesatzeko denbora luzeagoak behar zirela haurrak gidatutako otorduetan, elikagaiak zatika janda, eta zaintzailearen esku-hartzeak nabarmenki areagotzen direla koilara bidezko elikaduran. Faktore goiztiarrek haurraren elikadura portaeran izan dezaketen eragina aztertzeko metodologia estatistikoa ezarri zen eta hasierako datuen lehen analisiak bien balizko garrantzia berretsi zuen. Etorkizunean, otorduetako portaera-behaketetako aldagaiek onargarritasunean izan dezaketen eragina aztertzea ere baimenduko dute garatutako prozedurek. ABSTRACT (ENG) Following a healthy diet is beneficial for health status and protects against non-communicable diseases. Although fruits and vegetables are important components of a healthy diet, consumption recommendations are rarely accomplished. This is what national and international surveys reflect referring to general but also vulnerable population, such as pregnant women and infants. Rejection to novel foods has major relevance in infants due to neophobic behaviour being related to fruits and vegetables specifically. Nevertheless, it is important to develop healthy eating habits during childhood, because it is the moment when they are established and maintained throughout adulthood. Maternal diet, during pregnancy and breastfeeding, and infants¿ complementary feeding, usually from 6 months on, could be considered early factors influencing fruit and vegetables consumption. On the one hand, first sensorial experiences will happen for the foetus through the amniotic fluid and it will continue for the newborn via breastmilk. On the other hand, first direct contact with food will occur during weaning, where the context, offer, flavour and texture as well as the diversity could have an impact on the acceptance. Therefore, the analysis of the possible impact of these two early factors, both individually and interactively, on the infants¿ acceptance of new foods is of interest from the scientific field of nutrition and the analysis of behaviour. The main objective of the present thesis was to develop the methodological bases and the measuring tools to study that possible influence. Based on a quasi-experimental design, the intervention involved dietary advice and follow-up from the last trimester of pregnancy until infants¿ were 18 months of age. Women participating in the study were divided depending on their fruit and vegetable consumption, high or low. With respect to complementary feeding, two methods were differentiated: feeder-led or baby-led. Women participants¿ diet and specifically fruit and vegetables consumption was significantly different between both experimental groups at baseline and both improved after dietary intervention. In addition, women with a high intake of fruits and vegetables obtained higher scores in healthy-oriented dietary patterns. In order to assess infants eating behaviour a video coding system was developed: BEBECS (Baby Eating Behaviour Coding System). This tool would be applicable regardless of the weaning method used. It was evidenced that meals directed by the child took longer to process food being consumed in pieces, and that the caregiver¿s interventions considerably increased in spoon-feeding. Statistical methodology was established for the study of the impact of the early factors on eating behaviour of infants and the primary analysis of the initial data confirmed the possible relevance of both. In the future, the procedures developed will also allow analysing the variables coded during meals observation and their possible influence on acceptability.

Before conducting a child-centered study, the selection of the methodology to use is of special importance since it should be adapted to their cognitive, physical, and social stage of development. On this regard, researchers are force to reconsider the existing methodologies on consumer science, mainly design for adults, or to develop new ones. It is thought that the measure of emotions could contribute the understanding of consumer¿s preferences and food choices. Since emotions have a multicomponent character, the application of methodologies that measure each component of the emotion are necessary to reach a holistic perspective. This dissertation aimed to design new child-friendly methodologies appropriate to measure food-evoked emotions holistically. To achieve this goal an emoji-based tool was developed and its applicability in food studies was validated to examine the cognitive inherent of emotion. A combined methodology was also designed to apply automatic facial coding and the measure of skin conductance response (SCR) to disentangle the behavioural and physiological components of emotion. On this regard, the applicability of facial coding on the evaluation of spontaneous facial expressions elicited by food stimuli was examined. After, a methodological approach was developed to overcome some limitations frequently associated with the use of facial coding and SCR and their applicability in a broad range of sensory tasks was tested.

La presente tesis doctoral expone una caracterización profunda de la calidad nutricional de la leche de yegua de la raza Caballo de Monte del País Vasco, incluyendo un profundo análisis proteómico donde se caracteriza el proteoma completo de la leche de yegua. Además, se han utilizado modelos avanzados de simulación de digestión humana in vitro para estudiar el comportamiento de las proteínas de la leche durante la digestión gástrica e intestinal. Por otro lado, esta tesis doctoral evalúa el efecto del periodo de lactación y del pastoreo en la calidad nutricional de la leche de yegua. Los resultados demuestran que la leche de yegua es un alimento de alta calidad por la presencia de elementos de gran interés, como minerales y vitaminas, además de una alta proporción de ácidos grasos insaturados, especialmente de especies omega-3. La calidad de la leche de yegua se vio significativamente afectada por el periodo de lactación y por la intensidad de pastoreo, siendo la leche temprana y proveniente de yeguas en pastoreo la de mayor calidad nutricional.

Opuntia stricta var. dillenii es una especie silvestre de la familia Cactaceae que produce un fruto conocido comúnmente como higo chumbo. Este es rico en compuestos bioactivos tales como betalaínas y compuestos fenólicos (ácidos fenólicos y flavonoides), los cuales podrían desempeñar un papel crucial en la promoción de la salud como compuestos antioxidantes y/o antiinflamatorios, pudiendo tener un efecto modulador en el tratamiento de la obesidad. En este contexto, el objetivo principal de la presente tesis es obtener extractos 'verdes', ricos en betalaínas y compuestos fenólicos, a partir de frutos de Opuntia stricta var. dillenii mediante procesos innovadores y sostenibles, para posteriormente estudiar el posible efecto que pueden tener en la prevención y/o tratamiento de la obesidad. El fruto entero de Opuntia stricta var. dillenii contiene un total de 20 betalaínas y 37 compuestos fenólicos (ácidos fenólicos y flavonoides). La cáscara y el fruto entero de Opuntia stricta var. dillenii son las mejores fuentes para obtener extractos ricos en betalaínas y compuestos fenólicos con altos valores de bioaccesibilidad. Los procesos innovadores de extracción verde (Extracción asistida por ultrasonidos, Extracción por líquidos presurizados y Extracción sólido-líquido asistida por pulsos eléctricos (PEF-SLE)) no alteran el perfil de compuestos bioactivos respecto al material de partida, siendo UAE y PEF más eficientes que los métodos convencionales. Los extractos verdes obtenidos exhiben propiedades antioxidantes y antiinflamatorias significativas. Sin embargo, el proceso UAE demuestra una eficiencia superior en la extracción de betalaínas y compuestos fenólicos de Opuntia stricta var. dillenii. Además, se ha demostrado que los extractos de diferentes tejidos (fruto entero, cáscara y pulpa) de Opuntia stricta var. dillenii pueden aumentar la adipogénesis en los preadipocitos y prevenir eficazmente la acumulación de triglicéridos en los adipocitos maduros, principalmente mediante la reducción de la lipogénesis de novo, limitando la disponibilidad de ácidos grasos para la formación de triglicéridos, junto con un aumento de la movilización de triglicéridos. La identificación de nuevos reguladores de la adipogénesis a partir de extractos verdes naturales de Opuntia stricta var. dillenii que promuevan la hiperplasia, en consonancia con el efecto reductor de lípidos en los adipocitos maduros, puede conducir a terapias efectivas para los trastornos metabólicos inducidos por la obesidad.

The present doctoral thesis was conducted within the Lactiker Research Group (UPV/EHU), which focuses on the quality and safety of animal-origin foods, particularly the Protected Designation of Origin Idiazabal cheese. This cheese, produced in small artisanal dairies in the Basque Country from Latxa or Carranzana raw ewe milk, undergoes a minimum 60-day ripening period. Raw milk cheeses, compared to those produced from pasteurized milk, are known for their rich aroma due to microbial dynamics during production. However, limited information exists on the microbiota of raw ewe milk cheeses, including Idiazabal cheese, and its subsequent impact on cheese quality and safety. Therefore, this thesis aimed (1) to characterise the microbiota of Idiazabal cheese and how it evolves by amplicon sequencing, (2) to explore its impact on cheese quality (gross composition, free fatty acids, and volatile compounds) and safety parameters (biogenic amines and antimicrobial resistances) determined by several approaches, and (3) to investigate key production factors (including herd feed, teat skin, dairy surfaces, and processing ingredients) affecting the microbial composition of raw ewe milk and Idiazabal cheese, and its genetic potential in terms of quality and safety by shotgun sequencing. Results revealed significant differences in the microbiota among producers, which affected cheese quality and safety parameters, and were related to microbial niches in dairy environments. This research contributes valuable novel insights not only for the scientific community, as information on raw ewe milk cheeses is limited, but also for Idiazabal cheese producers, facilitating improvements in the quality and safety of the final product.